1598005881-4f87b42cfc9e80ed51b9133d1cb84af4 (811238), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Следует заметить, что сочетание параметров в виде — — -Км Вл М~' б пи (У1.7) 187 определяет критерий механизма горения К„. Для поверхностного механизма Км < 4, длн объемного Км ) 4 . Аля отсутствия потухания (У1.6) требуется, чтобы Км был меньше единицы. Таким образом, процесс распространения беэ гашения возможен всегда, если в локальной зоне на передних границах реализуются условия поверхностного механизма горения.Зависимость скорости распространения пламени от размеров системы является, следовательно, свидетельством и мерой отклонения механизма от поверхностного.
Некоторое различие в воздействии размера системы на скорость распространения пламени в бедных и богатых смесях, повллимому, может быть объяснено ролью диф$узии при изменении состава смеси в горении тех же малых начальных очагов пламени. Злияние размера системы на протяженность зоны горения показано на 4жг.у1.4. Зидно, что размеры зоны горения растут пропорционально увеличению размеров камеры. Зависимость эта несколько ослабевает при больших размерах.
Протяженность эоны горения, отнесенная к поперечному размеру камеры, т.е. безразмерная длина зоны горения, сравнительно слабо меняется в Функции размера камеры, не- А сколько уменьшаясь с увели- чением системы (Фиг.У1.5).рамзе зультаты зксцвримента могут быть оценены такой зависимостью: азу (УГ.В) Чтобы выяснить механизм влияния размера системы на характеристика горения, осо4е эе ~Во м»» бенно интересно уточнить вопрос о том,что является опреФиг, У1.4.Протяхенность во- деляхщнм - характеристики ны гоРенин в Ф)п~~~~~н м~~з тУРбУлентности набвгвхщего мера камеры (м = 50 м/с): потока перед Фронтом племени а — ~с = 1,0; 4 - <с = 1,2; или непосредственно размер Факела.
#ля ответа на этот вопрос был поставлен специальный эксперимент на камерах размером 100х100 и 150х150 юю, у которых участок холодной части вплоть до передней границы Факела Фиг.У1.5. Относительная длина зоны горения в 4йнкцви размера камеры: о - е( 0,65; х -»с 0,85; а - с( » 1,0; О -с( = 1,2> а — сО= 1,4 делился тонкими пластинами на отдельные каналы сечением 50х50 ммй какдый. Горячая часть в этих случаях представляла, как и ранее, сплошной канал сечением 100х100 и 150х150 мм 2 соответственно. Параметры турбулентности набегаацего потока таких разделенных камер соответствовали параметрам потока камеры сечением 50х50 мм~. Фиг.У1.6 показывает сопоставление скорости распространения пламени в таких разделенных камерах и в камере сечением 50х50 мм .
Оказывается, что скорость рас- мш ат ~а еэ м сс Фиг.У1.7. Протяженность зоны горения для различных камер: ( м~ = 54 м/с): ~ - камера 50х5~ мм2; й - камера 100х1~0 мм ; Л вЂ” камера 150х|50 мм2: т - камера 100х100 мм2„(разделен~ел); 5 - камера 150х150 мм (разделенная) Фиг.У1.6. Окорость распространейия пламени в разделенных камерах (Мэ=ь4 и/с). размеры камер: сз - 50х50 мм 2- исходная; 2 0 — 100х100 мм - разделейная; х — 150х150 мЖ-разде- ленная 189 пространения пламени в этих камерах описывается единой зависимостью.
результаты эксперимента по изучению протякенности зоны горения для камер сечением 50х50, 100х100 и 150х150 ьоР исходных и разделенных,п1шводятся на Фиг.У1.7. Зона горения больших камер имеет большую протяженность. Однако достаточно холодную часть камеры разделить на каналы, равные исходной камере 50х50 мм ,как размеры зоны сокращаются и объединяются практически и одну зависимость, соответствующую камере сечением 60х50 мм2. Пекоторое отличие размеров зоны горения на бедных смесях только подтверждает установленный Факт. Зело в том, что при делении больших камер пластины доходялй до Фронта пламени на режимах максимальной скорости распространеьия. На бедной смеси значение Ит меньше, начало зоны горения вследствие этого удалялось от среза разделянлнхся пластин,и параметры турбулентности успевали несколько тран~~ормироваться в направлении, определяемом большими камерами, в частности, масштаб турбулентности начинал увеличиваться.Этим и обьясняется некоторый рост протяхенности зоны горения на бедных смесях.
Таким образом, результаты этого эксперимента позволяют сделать вывод, что основные характеристики процесса горения в турбулентном потоке Ит и 1„х,г определяются физико-химическими и гидродинаьщческими параметрами поступавшей в зону горения смеси. Полученный на основе большого экспериментального материала вывод о зависимости Ит от размера системы оказывается в противоречии с встречахщимся в литературе утверлдением о независимости скорости распрострзнепия пламени от масштаба турбулентности.
Последнее полтгер.щзлось экспериментом с турбулизацией потока решеткамд различных размеров, установленными на некотором расстоянии перон входом в камеру. Чтобы разрешить это противоречие, экспериментально опрецелялась И т в камерах различного размера и сечения: от 25х25 до 150х150, гладких и с серией решеток пры диаметре прутка от 3 до 10 мм. Масштабы турбулентности измерялпсь ппффузионн сл методом. Зависимости Ит от среднего по передней границе факела масштаба турбулентности для различных величин пульсационной скорости в смеси стехиометрического состава ы еС 1,4 приведены на фиг.у1.8, У1.9.
Зелиямы Ит для канной Ы' во 190 Фиг.У1.8. Скорость распространения пламени в смеси стехиометрического состава в зависимости от масштаба турбулентности всех камерах, гладких и с решетками, удовлетворительно обобщаются единой кривой, ьне зависимости от того,каким путем изменялся масштаб - варьированием размера камеры илы постановкой турбулизирущтей решетки. Одинаковыми значками изображены на графике скорости распространения пламени при различных решетках в одной и той же номере.Обращает на себя внимание, что величины опрепелпщего масштаба турбулентности мало меняются при постановке решеток с существенно различным размером прутка.
Масштабы турбулентности за решетками довольно их и 4 т л Фнг.У1,9, Скорость распространения пламени в бедной смеси в эаглспмости от масштаба турбулентности быстро приближаются к масштабам турбулентности в технически гладком канале. При достаточной длине переднего кокуса пламени зто и приводило к выравниванию масштабов.Па.-„~ченная некоторыми авторами независимость Ит от масштаба турбулентности может быть объяснена ничтожно малым диапазоном масштабов перед Фронтом пламени.
Таким образом, слабая зависимость скорости распространения пламени от масштаба турбулентности существует,и она одинакова независимо от масштаба, изменяхщегося в соответствии с размером системы и решеток. Для зксперимента в лабораторных условиях можно рекомендовать камеры с поперечным размером не менее 50 - 100 мм, Результаты подобного зксперимента могут быть использованы без существенной корректировки прш проеитироввнии и расчете реальных камер, если соблюдаются другие условия подобия.
191 9 3. Влияние температуры на основйые харвктеристики горения в турбулентном потоке однороднойсмеси Температура потока, доступакщего в камеру сгорания авиационного двигателя, моиет существенно зависеть от условиИ потока, параметров и реиима работы двигателя.3начвтельное изменение температуры в завискмости от высоты и скорости полета происходит на входе в камеру сгорания прямоточного двигателя. Широк диапазон возможных температур в 4орсажных камерах основного и второго контура газотурбинного двигателя. В связи с этим изучение зависимостей основных характеристик горения в потоке от температуры представляет большой интерес для науки и техники.
Вопрос о влияныи начальной температуры на скорость распространения пламени изучал экспериментально ряд ученых,однако диапазон изменения параметров з их работах невелик, а выводы разноречивы. Показатель степени ~ при общепринятой оценке влияния температуры степенной "„ормулой Ит Т (У1.9) в опубликованных работах составляет 0,25 — 1,0.
Пике приводятся результаты специального экспериментального исследования влияния температуры на скорость распространения пламени при широком диапазоне изменения начальнпх параметров. Скорость распространения племени определялась по описанной выше методике в камере сгорания размером 50х50 мм со стабилизацией пламени с помощью ниш на перишерии.Скорость потока изменялась.
от 30 до 100 м/с, состав бензино-воздушной смеси зС = 0,6 + 1,6. Давление атмосферное, начальная температура от 393 до ?93 К. Первичные данные эксперимента представлялись в виде зависимостей характерных размеров Факела ~ в Сункцнн состава смеси при постоянстве прочих параметров. По ним строились эависимоств Ыт от еС (фиг.у1.10). Скорость распространения пламени описывается кривой с максимумом з богатой смеси вблизи стехиометрии. Скорости распространения пламени, определен- 192 ные ло передней границе и по ЛИС, практически совпацают.
Совокупность граФиков ~1т -у'зк) для различных условий позволила построить зависимости Нт от температуры для различных скоростей потока (Фиг.У1.11). Зависимости для других скоро- стеК, подобны. Скорость распространения пламени обнаруживает 0т "/с Ь 44 аа ЛЛ Ей 4Ь ЕИ сС ем лм к» зм лм тк Фиг.У1.10. Скорость распространейня пленены. Скорость потока Ы = 30 м/с; начальная температура Т, = 493 К; ХИ, о Ц„, Фиг.У1.11. Скорость распространейия пламени в зависимости от температуры ~ ы = = 75 и/с): состав смеси оо: и - 1,4; б - 1,2; Я - 1,0; х - 0,8; о — 0,8 сильную зависимость от температуры, которую в первом приближении изино считать линейной, Влияние температуры различно при различных скоростях потока и составах смеси.
Наиболее наглядно изменение скорости распространения пламени в функции температуры проявляется в безразмерном виде (фнг.у1.12,У1.13). Индекс 0 соответствует температуре 493 К. Видно, что зависимости скорости распространения племени различаются для бедных и богатых смесей. С увеличениеМ скорости потока зависимость несколько ослабевает.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
